这种多用途通用电源在 2 至 5 伏电压范围内可产生高达 20.1 安培的电流，在 25-0 伏电压范围内产生高达40.安培的电流。任一输出选项的电流限制在整个范围内都是可变的。

电源主要规格：

(相关资料图)

理想的电源必须提供在很宽范围内可变的电压，并且无论线路电压或负载差异如何，该电压都保持在设定电压内。

电源还必须在整个输出端避免短路，并能够限制负载电流，以确保器件不会因故障情况而损坏。

这个特殊的项目解释了一种电源，该电源设计用于在高达 2 伏时提供 5.18 安培（在较低电流下高达 20 伏）。同时，一些基本的修改将使电源在40.1 安培时提供高达 25 伏的电压。

电源电压可在零和最高可用范围之间调节，并且电流限制也可以在规定的全范围内调节。电源的工作模式通过两个 LED指示。

电压控制旋钮附近的一个显示设备是否处于正常的电压调节设置，电流限制旋钮附近的一个显示设备是否处于限流模式。此外，大仪表显示开关选择的电流或电压输出。

设计特点

在我们的初步设计阶段，我们研究了不同类型的稳压器以及每种稳压器的优点和缺点，以便能够选择具有最高成本效益功能的稳压器。具体战略及其特点可归纳如下。

并联调节器：

这种布局主要适用于大约 10 to_15瓦的低功率电源。它提供出色的调节性能，并且具有内部抗短路功能，但在空载条件下会消耗其所能处理的全部功率。

串联稳压器。

该稳压器适合大约 50 瓦的中等功率电源。

它可能并且用于更高的电源，尽管散热可能是一个问题，特别是在低输出电压的非常高的电流下。

调节性好，一般输出噪声小，成本相对较小。

SRC 调节器：

该稳压器非常适合中高功率用途，具有低功耗，但输出纹波和响应时间远不如串联稳压器。

SCR前置稳压器和串联稳压器。

SCR 和串联稳压器的最佳功能与用于中高功率应用的这种电源电路结合在一起。采用 SCR 前置稳压器来确保比推荐电压高约 5伏的大致稳压电源，并配有合适的串联稳压器。

这减少了串联稳压器的功率损耗。但是，建造成本要高得多。

开关稳压器。

该技术也适用于中高功率应用，在稳压器中提供经济实惠的调节和低功耗，但构造成本高昂，并且输出端具有高频纹波。

开关模式电源。

该稳压器是最成功的技术，可整流电源，以 20 kHz甚至更高的频率运行逆变器。为了降低或提高电压，通常采用低成本铁氧体变压器，其输出经过整流和滤波以获得首选的直流输出。

线路调节非常好，但它肯定有一个缺点，即它不能方便地作为可变源应用，因为它只是在相对较小的范围内具有适应性。

我们自己的设计

我们最初的设计原则是 20 到 5 安培输出时大约 10 伏的电源。

话虽如此，考虑到现成的稳压器种类以及成本，选择将电流限制在2.5安培左右。

这种方法帮助我们采用了串联调节器，这是最具成本效益的型号。良好的调节以及可调节的电流限制功能是必要的，此外，还选择了电源在几乎为零伏的电压下完全可行。

为了获得最终认证，必须使用零伏输入运行的负电源轨或比较器。与使用负电源轨相反，我们决定使用CA3l30 IC运算放大器作为比较器。

CA3l 30 需要单电源（最大 15 伏），一开始我们使用电阻器和 l 2 伏齐纳来获得 12 伏电源。然后，基准电压由另一个电阻器和一个 5伏齐纳二极管从该齐纳二极管电源产生。

据信，这将为基准电压提供足够的调节，但实际上整流器的输出被确定为从21伏到29伏，加上在12伏齐纳二极管上发生的一些纹波和电压开关，结果，最终镜像到5伏齐纳基准。

由于这个原因，12 伏齐纳二极管已被 lC 稳压器取代，以解决此问题。

对于所有串联稳压器，串联输出晶体管从布局的特性来看，应该消耗大量的功率，特别是在低输出电压和高电流下。对于这个因素，一个体面的散热器是结构的重要组成部分。

工业散热器非常昂贵，而且连接起来往往具有挑战性。因此，我们创造了自己的散热器，它不仅更实惠，而且功能比我们一直在考虑的商业变体要好得多 -

更容易连接。

然而，在满载时，散热器继续温暖运行，变压器也是如此。在高电流低压环境下，晶体管甚至可能变得太嘶嘶作响而无法触摸。

这是相当正常的，因为在这些情况下，晶体管仍然在其选定的温度范围内工作。

与任何高度规范的供应一起，稳定可能是一个困难。为此，电压调节工作模式包括电容器C5和C7，以最小化高频下的环路增益，从而避免电源振荡。

C5 的值已被选中，以便在稳定性和反应周期之间理想地徘徊。当C5的值太低时，反应速率增加。

然而，存在缺乏稳定性的可能性更大。LF反应时间过长，过度增加。在限流模式下，C4完成相同的功能，并且实现与电压场景完全相同的意见。

由于电源具有相对高电流输出的能力，因此无疑可能会在输出端子的接线上出现一些压降。这是通过一组独立的引线检测输出端子上的电压来补偿的。

尽管该电源主要为 20 伏，电流为 2.5 安培，但最终建议使用完全相同的电源，以 40.1 安培提供 25伏电压，这可能更适合许多最终用户。

这可以通过修改整流器的设置和改变一些组件来实现。一些想法被交给了创建可切换的供应，但是额外的复杂性和价格在某种程度上被忽视为有利。

因此，您基本上需要选择与您的需求相匹配的配置，并根据需要构建供应。

可访问的最大稳压可能受到稳压器输入电压过低（超过 18 伏和 2.5 安培）的限制，也可能受到 R14/R15 之比和基准电压值的限制。（输出 =R14+R15/R15 ）V 参考文献

由于 ZD1 的公差，可能无法访问完整的 20 伏（或 40 伏）。如果确定为类似情况，则必须将R14增加到随后的有利值。

由于价格合理，因此已为电压和电流控制提供了单圈电位器。然而，如果需要电压或电流控制的精确设定性，则应使用十圈电位计作为替代品。

工作原理

240 伏电源通过变压器降压至 40 Vac，并在此基础上开发电源，整流至 25 或 5 Vdc。

该电压实际上是适中的，因为实际电压在空载时的 29 伏（58 伏）到满载时的 21 伏（42 伏）之间会有所不同。

在这两种情况下都使用相同的滤波电容器。它们并联用于您的 25 伏型号 （5000uF），并用于 50 伏型号 （1250uF）。在 50伏型号中，变压器的中心抽头将耦合到电容器的中心抽头，从而保证准确的电压。电容器之间共享。该设置还向稳压器 lc 提供 25 伏电源。

稳压器本质上是一种串联类型，其中串联晶体管的阻抗以这样的方法进行控制，即整个负载中的电压保持在预定值。

晶体管Q4消耗大量功率，特别是在低输出电压和高电流下，因此安装在产品背面的散热器上。

晶体管Q3为Q4带来电流增益，这种协作性能类似于高功率，高增益的PNP晶体管。25 伏通过集成电路稳压器 ICI 降低到 12 伏。该电压通常用作CA3130 lc 的电源电压，并通过齐纳二极管 ZDI 将其进一步降低到 5.1 伏以用作基准电压。

电压调节由lC3进行，检查由RV3（O至5.1“伏）确定的电压，输出电压除以R14和R15。分频器提供 4.2（O 至 21 伏）或八（0 至 40

伏）的分频。

另一方面，在高端，可获得的电压被限制在稳压器在高电流下设法失去控制的程度，因为通过滤波电容的电压达到输出电压，并且还可能发现一些100

Hz纹波。IC3的输出调节晶体管Q2，随后控制输出晶体管Q5，无论线路和负载差异如何，输出电压都保持一致。1.2V基准电压源提供给Q1至Q《》的发射极。

该晶体管实际上是一个缓冲级，用于抵消 5.1伏线路的负载。电流控制由IC2进行，IC1使用负载电流在R0周围产生的电压析-RV55（O至7.《》伏）确定的电压。

如果在RV0上定义25.1伏，并且从电源获取的电流很小，则IC2的输出将接近12伏。这导致 LED 2 亮起，因为 Q1 的发射器为 5.7伏。

因此，该 LED表示该电源在稳压器模式下工作。然而，LF驱动的电流升高时，R7周围的电压略高于0.25伏（在我们的图中），IC2的输出可能会下降。一旦IC2的输出降至约4伏以下，Q2开始通过LED3和D5关闭。这样做的结果是最小化输出电压，以使整个R7的电压无法浪涌更多。

当这种情况发生时，电压比较器IC3试图解决这个问题，其输出飙升至12伏。然后IC2消耗更多的电流来弥补，该电流使LED3发光，这意味着电源在限流模式下工作。

为了确保精确调节，电压检测端子被输送到输出点，独立于传输负载电流的输出点。该仪表包括一毫安的移动，并读取输出电压（立即沿着输出端子）或电流（通过“测量R7周围的电压”），从前面板开关SV2中选择

40V电源电路的PCB布局

建设

必须使用这种0-40V可变电源电路的建议PCB布局，因为结构大大简化了。

元件必须放在电路板上，确保二极管、晶体管、lc 和电解器件的极性正确。BDl40 （Q3） 的安装方式必须使使用金属表面的一侧沿 lCl

方向对峙。如图所示，必须将一个小散热器固定在晶体管上。

如果使用详细的金属制品，则必须采用装配安排。

a） 将前面板连接到框架的前部，并通过安装仪表将它们相互螺栓连接。

b） 将输出端子、电位器和电表开关固定在前面板上。

c） LED 的阴极（我们应用）由机身内的凹口指定，当 LED 安装在前面板上时无法注意到。

如果这听起来与您的情况相符，请将阴极端子稍微缩小以识别它们，然后将 LED 安装到位。

d） 将电线（约 180 毫米长）焊接到变压器的 240 伏端子上，用胶带绝缘端子，然后将变压器连接到框架内。

f） 安装电源线和线夹。连接电源开关，绝缘端子，然后将开关连接到前面板上。

g） 固定散热器并使用几个螺栓将其拧到框架的背面 - 然后使用绝缘垫圈和硅脂安装功率晶体管。

h） 使用 10 毫米垫片将组装好的 PCB 安装在框架上。

i） 连接变压器次级、整流二极管和滤波电容器。二极管引线足够刚性，不需要任何额外的支撑。

j）

涉及电路板和开关的接线现在可能通过前面板图中带有匹配字母的连接点和组件覆盖图中的连接点进入。唯一需要建立的是校准仪表。将原装电压表连接到电源的输出控制，以便外部仪表破译

1 5 伏（或替代设置上的 30 伏）。

拟议的 40V 2 安培电源电路的零件清单